[发明专利]一种铁基纳米晶软磁合金及其制备方法

说明书

本发明公开了一种铁基纳米晶软磁合金及其制备方法，属于合金制备技术领域，铁基纳米晶软磁合金的分子式为Fe_aCo_bSi_cB_dP_eCu_fM_g，M为Nb；其中，a、b、c、d、e、f和g原子百分比，72≤a≤84，2≤b≤12，3≤c≤5，7≤d≤9.5，1≤e≤2，0.5≤f≤1，0≤g≤1，且a+b+c+d+e+f+g＝100。本发明软磁合金具有高饱和磁感应强度和低矫顽力等优良的软磁性能；合金薄带具有较宽的单相纳米晶晶化热处理温度区间，同时该合金成分具有良好的非晶形成能力，保证了生产的稳定性。

技术领域

本发明属于合金制备技术领域，尤其涉及一种铁基纳米晶软磁合金及其制备方法。

背景技术

自20世纪70年代铁基非晶纳米晶软磁合金材料研究成功以来，其优越的软磁性能受到众多研究者的青睐，铁基非晶/纳米晶软磁合金具有优良的软磁性能，如：高饱和磁感应强度、低矫顽力、高磁导率、低损耗和高且稳定的居里转变温度。数十年来，铁基非晶纳米晶软磁合金已成为材料和凝聚态物理领域内的研究热点。此外，铁基非晶纳米晶软磁合金的制备工艺简单、成本低廉，其被广泛地应用在变压器、电感器、传感器等领域。

纳米晶软磁合金主要有三个体系：Fe-Si-B-Cu-M系FINEMET合金(M为Nb、 Mo、W或Ta等)、Fe-B-M-(Cu)系NANOPERM合金(M为Zr、Hf或Nb等)以及(Fe，Co)-M-B-Cu系HITPERM合金(M为Zr、Hf或Nb等)。FINEMET合金因高磁导率、低损耗等特点，其在工业生产中得到广泛应用；但是其饱和磁化强度较低，如综合磁性能最好的Fe_73.5Si_13.5B₉Nb₃Cu₁饱和磁化强度也仅为1.24T，很大程度上限制了其使用范围。NANOPERM合金与HITPERM合金虽然提高了材料的饱和磁感应强度，但由于其易被氧化、加工性较差且具有较大的矫顽力，因此很难得到大范围的应用推广。上述三种纳米晶软磁合金共同具有缺点是：合金体系中均含有高比例的贵金属元素如Nb、Zr、Hf等，这增加了生产成本高。那么为了适应轻量化、小型化的发展要求，势必要设计出新型的具有高饱和磁感应强度、低成本和低矫顽力的软磁合金，以便更好地适应生产应用。

中国专利发明CN102304669A公开了高饱和磁感应强度低成本铁基纳米晶软磁合金，Fe_82.7B₁₀C₆Cu_1.3的饱和磁感应强度合金为1.83T，矫顽力为15.5A/m； Fe₈₃B₁₀C₆Si₁Cu₁的饱和磁感应强度为1.78T，矫顽力为4.5A/m；不能同时保证高饱和磁感应强度与低矫顽力。

发明内容

本发明目的在于克服现有技术存在的不足，而提供一种铁基纳米软磁合金及其制备方法，制备出的软磁合金具有高饱和磁感应强度和低矫顽力的性能。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：一种铁基纳米晶软磁合金，所述铁基非晶纳米晶软磁合金的分子式为Fe_aCo_bSi_cB_dP_eCu_fM_g，所述M为Nb；其中，a、b、c、d、e、f和g原子百分比，72≤a≤84，2≤b≤12，3≤c≤5，7≤d≤9.5， 1≤e≤2，0.5≤f≤1，0≤g≤1，且a+b+c+d+e+f+g＝100。

作为上述技术方案的改进，74≤a≤82，3≤b≤11，c＝4，d＝8，1.5≤e≤2，f＝1， 0≤g≤0.5。